现代教育装备在创建节约型校园中的具体实践

张成苗

现代教育装备在创建节约型校园中的具体实践

张成苗

创建节约型校园是学校后勤管理中的重要课题，节约型校园不仅仅在后勤常规管理中建立节约型的管理运行机制，提高管理和服务的效率，更为重要的是以节约资源和合理利用资源为重点，在学校的建设与发展过程中要不断完善与利用现代化教育装备，以校园一卡通为主线，建立以节能减排为主的现代化教育装备综合平台。这种平台的建立不仅为创建节约型生态校园提供了硬件环境，同时学校德育管理也通过此平台在全校范围内广泛开展有关资源节约的宣传和教育，让广大师生员工树立起资源节约的理念，在人与自然协调发展的基础上实现资源节约，从而达到环境育人的目的。

创建节约型的绿色校园，必然要借助各种节能的教育装备或技术，完成这种节能的教育装备与技术要由各种从事节能产品生产研发的企业来做。因此，建设节约型校园必然离不开企业，二者是相互依存的关系。依据学校的管理模式让企业针对性地提供设备与技术研发，走多元化的校企合作之路，互利互惠，是高效创建节约型校园的前提，也是现代教育管理模式的新创思路。

我校新校区占地面积300亩，校园绿化面积占校园面积的40%，全校师生3 000余人，全封闭管理。老校区占地60亩，住校学生700人左右，自2008年9月搬入新校区以来，水电费用同老校区相比呈4到5倍的增长，校园面积的增大、住宿学生的增多是一方面，但主要原因在于学生的不规范使用造成巨大的浪费，这给校管理层造成很大的压力，德育处也曾在全校范围内开展节能减排的宣传，但效果甚微。后经学校多部门商议、决策：全校各部门多管齐下，主要通过现代化教育装备硬件在源头、用户端同时着手。通过几年的实践，能源利用率明显提高、学生浪费现象大大减少、各项费用也成比例地递减，取得了良好的效果。

一、依靠政策，校企合作开发校园屋顶太阳能光伏发电系统

二、智能电表，有效控制学生使用大功率电器

封闭式管理学校，学生公寓用电管理是后勤管理体系的一个重要环节，特别是中学生宿舍管理中漏电、偷电、超负荷用电、违规用电现象一直困扰后勤管理，同时也存在严重的安全隐患。我校新校区学生宿舍750间，每个房间安装有空调，学生刚住进来不久，常常发现宿舍空调24小时不关机，学生在宿舍烧电炉，违规使用电熨斗等大功率电器，学校一个月的电费是原来的十几倍，远远超出学校的预算范围。为了从根源上解决电能严重浪费现象，学校给每个宿舍安装智能电表。因为普通电表需要定期派专人上门抄表催收电费，工作量大，而且不易实时发现违章电器并采取措施，给宿舍供电集中管理带来很多不便。如将众多的电表集中安放到一个专门的房间要占用很大的空间，此外，其工程的复杂性及后续结构、电器的配置等费用也比较昂贵，同时仍需派专人催收电费，特别是很难界定学生过量用电问题。用户在电量即将用尽时能够通过智能电表自助购电，并且集电能计量、收费管理、用电过程管理等功能于一体，便于设施有效集中管理，大大减少了日常工作。用户可随时通过语音、网络、触摸屏等自助设施查询自己的用电情况。系统出现故障可自动报警，还可以自动识别运行中的纯电阻性用电器(如电炉、热得快、电热杯等违章电器)，并根据系统设定采取相应措施，便于管理者及时发现以尽快解决。

1.系统结构

所有房间智能电表采用集中式电能计量控制系统，主要由电控管理PC机、购电管理机、自助购电POS机、电控柜和发卡器组成，对每个用电单元实行用卡管理，智能电表的负载只包括宿舍的空调与常用插座(如图2所示)。

图2

在校园一卡通系统中，为了方便管理和学生的使用方便，使用自助购电解决方案，在每个宿舍楼中设置自助购电机，当公寓宿舍的预置用电量用完后，任何时间，用户只需要到设置在公寓楼大厅的自助购电机上购买所需电量，即可将电送到指定的宿舍。通过这种自助式的功能，实现24小时无值守不间断服务，可大大提高后勤服务效率，提升服务质量，充分体现出一卡通的优越性和方便性。

2.依据需要设置功能

电费预置功能：学校在学期的开始对每名学生收取的宿舍管理费用中包括日常用电费，所有智能电表只对空调与插座管理，在学期开始依据学校规划，给每个宿舍电表中预置一定的费用，超出预制的电费，学生自己依据需要自行充值，这样能有效地控制学生电能浪费现象。负载管理功能及恶性负载识别功能：负载管理是指用电宿舍可根据需要在一定范围内任意设定房间的最大负载值。也可对同一楼内的不同房间根据需要设置不同的负载值，并可根据需要随时对负载值进行调整，超负荷将自动断电。可及时识别房间使用的恶性负载(电炉、电热杯、热得快等纯电阻性用电设备)，并根据设定由系统自动进行相应处理(n次通、断电告警，n次后若违章用电设备还在系统中运行则断电，此时只能通过电控管理机或软件手动送电，并在电控管理机和数据库中记录)。补助电量功能：学校可依据实际情况，对家庭条件比较困难的学生设置一定额度的补助电量，供用户免费使用。其他功能：宿舍调换功能等。

学校自安装了智能电表后，每个宿舍4名学生，学校依据管理费分配给每个宿舍电表里一定额度的公用电，主要用于空调及常用电器使用，超额度的自负电费，学生之间起到相互监督的作用。大功率电器使用，电表自动断电，学校对违规的学生给予一定的处罚。学校的电费也大大减少。

三、空气能热水供应系统，让学生洗浴更安全、更实惠

1.学校学生洗浴途径

学生洗澡通常有如下途径：(1)外出去浴室洗澡，费用一般在5～7元；(2)去学校公共浴室洗澡，通常依靠学校锅炉提供蒸汽，不管人多人少每天定时提供，浪费严重；(3)一些学生私自在宿舍用“热得快”等工具烧水洗澡。以上途径存在的缺点有：给学生带来较重经济负担；对于学生来说洗澡极不方便，存在重大的安全隐患。

2.空气源热水机组系统工作原理

空气源热水机组通过高效压缩机做功，把从蒸发器吸收的热量通过冷媒传到高温水冷凝器中释放给被加热的水，从而实现“热水”的目的，机组选型的原则，在冬天气温0 ºC时，机组连续工作时间应小于18个小时。制热循环：控制器根据T1采集到的温度信号，与设定温度进行比较，如果温度小于设定值，空气源热水机组和循环泵同时启动进行制热，达到设定值自动关闭。进水控制：采用定时和恒温系统自动双重进水控制，在进水时段，当水箱的水温高于设定值时，电磁阀自动打开，进行补水。当达到设定值时，电磁阀自动控制关闭。管道循环：为使管道中保持一定温度的热水，可对用水管道进行循环。根据实际情况可采用定时循环。

如果宿舍楼工程均需要用水约为17吨/天，按冬天阴雨天气配置空气源热水机组。需要热量为：Q=CM∆T=1×17 000×(50-10)=680 000(大卡)，冬天空气源热水机组COP值为2.48左右(气温0 ºC)，工作时间按1 6小时计算。机组需要输入功率：P=680 000÷860÷2.48÷16=19.9(kW)，需要用电：680 000÷860÷2.48=318.8(度)。机组的配置选型应配置CDRB-92W机组2台。

夏天COP值最佳，为4.8～5.3。需要热量为：Q=CM∆T=1×17 000×(45-25)=340 000(大卡)，需用电：340 000÷860÷5.3=74.6(度)。

春秋两季，根据该地区的气候特点，机组COP值平均3.8。需要热量为：Q=CM∆T=1×17 000×(50-20)=510 000(大卡)，需要用电：510 000÷860÷3.8=156.1(度)。经核算，学生使用热水0.03元/升。

3.方便学生使用

每个宿舍浴室安装有电子阀水控，学生只要插入IC一卡通卡便能出热水，洗一次澡不超过1.2元。方便、安全，深受学生与家长的好评。

2011-10-28

张成苗，本科，中教一级，主任。

浙江省台州市黄岩中学。

建设节约型社会是党中央和国务院的一项重大战略决策，2009年3月23日，国家财政部与建设部联合出台了财建[2009]128号文件《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》，提出要实施“太阳能屋顶计划”，大力支持开展光电建筑应用示范；同时发出财建[2009]129号文件《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，把“太阳能光伏组件应与建筑物实现构件化、一体化”列作“补助资金支持项目应满足”与“优先支持”的五个条件之一。2009年7月16日，国家财政部、科技部、国家发改委能源局联合发出财建[2009]397号文件《关于实施金太阳示范工程的通知》，除对“太阳能屋顶计划”继续给予补贴外，还提出要对光伏发电关键技术产业化和产业基础能力建设项目给予贴息补助。我校是省重点中学，在新校区建设之时，正值国家财政部和建设部联合推出光伏建筑一体化项目，对学校等公共建筑建设光伏建筑一体化工程给予优先政策补贴。为响应国家节能减排的号召，我校积极响应，多次同公元太阳能有限公司洽谈，并依据相关的国家优惠政策，取得当地政府部门的配合，很快达成协议：学校提供场地，由公元集团出资建设并享用相关补贴(校方场地对公司的广告效应比较明显)，太阳能发出的电并入公网，同时校方优惠或免费使用，学校与公司互利互惠。合同签订后，于2009年底光伏建筑一体化项目开始筹备建设，2010年10月一期工程竣工。

一期屋顶装机容量为50 kW，输出的400 V交流电接于400 V公网。屋顶采光面积约为100平方米。整套系统共用175 W光伏组件288块，所有组件采用16串36并的电气连接方式通过直流配电柜汇流后，连接到50 kWP并网逆变器，输出并入400 V公网。系统由光伏组件、直流配电、SG50KWP并网逆变器、交流柜组成(如图1所示)。

图1 我校50 kW并网光伏发电系统实物图片

50 kW光伏并网发电系统预期每年能发电5万度，减少二氧化碳排放45吨，节约标准煤17吨。为我校学生在节能减排方面提供很好的教育素材，同时为物理学科提供了科研数据，也提供了实物参观实践基地，教育意义深远。